在 ${}_{\Lambda\Lambda}^{6}\mathrm{He}$ 强衰变到深束缚 $H$ 双重子中的 $\alpha$ 核心破裂
Alpha-Core Breakup in the Strong Decay of \({}_{ΛΛ}^{6}\mathrm{He}\) to a Deeply Bound \(H\) Dibaryon
- University of Wrocław（弗罗茨瓦夫大学）
- RIKEN（理化学研究所）
- Tohoku University（东北大学）
- Japan Atomic Energy Agency（日本原子能机构）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。
AI总结：
本研究通过计算α核心破裂对双Λ超核强衰变到深束缚H双重子的影响，发现破裂宽度可主导强宽度，但在暗物质相关质量区间内弱衰变寿命仍与深束缚态相容。
AI中文摘要：
我们研究了 $\alpha$ 核心破裂对 ${}^{6}_{\Lambda\Lambda}\mathrm{He}$ 强转化为深束缚 $H$ 双重子的影响。除了相干的 $H+{}^{4}\mathrm{He}$ 道外，我们还利用平移不变的 Gaussian 团簇描述，包括自旋-同位旋重耦合和完整的非相对论三体相空间积分，评估了开放末态 $H+p+{}^{3}\mathrm{H}$、$H+n+{}^{3}\mathrm{He}$ 和 $H+d+d$。破裂宽度归一化到 Gal 的完整-$\alpha$ 结果。在 $B_{\Lambda\Lambda}^{H}=176~\mathrm{MeV}$（对应 $m_H\simeq2055~\mathrm{MeV}$）时，总破裂宽度超过完整-$\alpha$ 宽度的因子为 $R_{\mathrm{br}}=2.49\times10^{3}$。由此得到的包含宽度和寿命分别为 $\Gamma_{\mathrm{inc}}=3.87\times10^{-4}~\mathrm{eV}$ 和 $\tau_{\mathrm{inc}}=1.70\times10^{-12}~\mathrm{s}$，而单独完整-$\alpha$ 道的寿命为 $\tau_{\alpha}=4.25\times10^{-9}~\mathrm{s}$。依赖于质量的计算表明，包含寿命在 $m_H\simeq2020~\mathrm{MeV}$ 附近跨越特征性超核弱衰变时间尺度，并随着 $H$ 质量减小而迅速增加。在代表性的暗物质动机区间 $1865\leq m_H\leq1885~\mathrm{MeV}$ 内，我们得到 $6.59\times10^{-4}\lesssim\tau_{\mathrm{inc}}\lesssim 6.80\times10^{-3}~\mathrm{s}$，远超过弱衰变时间尺度。因此，尽管核心破裂在 $m_H\simeq2055~\mathrm{MeV}$ 附近可以主导包含强宽度，但在当前框架内，弱衰变双 $\Lambda$ 超核仍与在 sexaquark 暗物质相关质量范围内的深束缚 $uuddss$ 态相容。
英文摘要：
We investigate the effect of $α$-core breakup on the strong conversion of \({}^{6}_{ΛΛ}\mathrm{He}\) into a deeply bound \(H\) dibaryon. In addition to the coherent \(H+{}^{4}\mathrm{He}\) channel, we evaluate the open final states \(H+p+{}^{3}\mathrm{H}\), \(H+n+{}^{3}\mathrm{He}\), and \(H+d+d\) using a translationally invariant Gaussian cluster description, including spin-isospin recoupling and full nonrelativistic three-body phase-space integrations. The breakup widths are normalized to Gal's intact-\(α\) result. At \(B_{ΛΛ}^{H}=176~\mathrm{MeV}\), corresponding to \(m_H\simeq2055~\mathrm{MeV}\), the summed breakup width exceeds the intact-\(α\) width by a factor \(R_{\mathrm{br}}=2.49\times10^{3}\). The resulting inclusive width and lifetime are \(Γ_{\mathrm{inc}}=3.87\times10^{-4}~\mathrm{eV}\) and \(τ_{\mathrm{inc}}=1.70\times10^{-12}~\mathrm{s}\), respectively, compared with \(τ_α=4.25\times10^{-9}~\mathrm{s}\) for the intact-\(α\) channel alone. The mass-dependent calculation shows that the inclusive lifetime crosses the characteristic hypernuclear weak-decay timescale near \(m_H\simeq2020~\mathrm{MeV}\) and increases rapidly as the \(H\) mass decreases. In the representative dark-matter-motivated interval \(1865\leq m_H\leq1885~\mathrm{MeV}\), we obtain \(6.59\times10^{-4}\lesssimτ_{\mathrm{inc}}\lesssim 6.80\times10^{-3}~\mathrm{s}\), far exceeding the weak-decay timescale. Thus, although core breakup can dominate the inclusive strong width near \(m_H\simeq2055~\mathrm{MeV}\), weakly decaying double-\(Λ\) hypernuclei remain compatible, within the present framework, with a deeply bound \(uuddss\) state in the mass range relevant to sexaquark dark matter.
